太阳能电池的电极制造技术

本发明专利技术描述了一种可用于生产太阳能电池的ｐ型电极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于太阳能电池的电极。
技术介绍
用于晶体太阳能电池的电极需要具有低电阻以有利于提高效率。人们知道，在此 类结构中，在金属和半导体之间有接触的情况下会形成肖特基势垒，所述势垒会使接触电 阻显著增大。由于电极的电阻为导体电阻和接触电阻之和，因此除了降低电极的导体电阻 以外，还有必要减小与导体的接触电阻。如附图说明图1所示，常规的硅太阳能电池为所谓的P型基板太阳能电池105，其具有ρ型 硅基板101上的η型扩散层(η+层)102、抗反射涂层和P型扩散层上的η型电极104。η型 电极104是以线状形成的并且被称为总线或指状电极。在背面中，ρ型电极由铝层106和 银层107组成。图2示出了一种已被测试过具有实际用途的N型基板太阳能电池205。N型基板 太阳能电池205具有ρ型硅基板201上的ρ+层202、抗反射涂层203和ρ+层202上的ρ型 电极204。在背面中形成了 η型电极206。J. Ε. Cotter等人称，η型硅片比ρ型硅片更耐受化学缺陷和结晶缺陷(P_type versus η-type Silicon Wafers Prospects for hi—efficiency commercial silicon solar cell ；IEEE电子装置会报，第53卷，第8期，2006年8月)。L. J. Geerligs等人称，在 η型硅片中观测到了高且均勻的载流子寿命(N-TYPE SOLAR GRADE SILICON FOR EFFICIENT P+N SOLAR CELLS =OVERVIEff AND MAIN RESULTS OF THE EC NESSI PROJECT ；欧洲光电太阳 能会展，2006年9月4日至8日)。具有相对低的导体电阻和接触电阻的铝浆已用于形成N型和P型基板太阳能电池 中的P+电极。然而，现在需要的是更低的导体电阻和接触电阻。问题在于，具有更低的导体 电阻的银几乎从未使用过，因为其在与P+层接触时会产生高接触电阻。为了解决该问题， JP2006-93433公开了一种通过使用导电浆料在ρ型导电层上形成的电极，所述浆料包含银 粉、有机载体、玻璃料和至少一种选自硼粉、无机硼化合物、和有机硼化合物的组合物。希望提供一种具有降低的接触电阻和降低的导体电阻的ρ型电极。专利技术概述在烧结之前，本专利技术的太阳能电池的P+层上的ρ型电极包含(a)导电颗粒，所述 颗粒包含银颗粒和添加的颗粒，所述添加的颗粒选自(i)选自MO、Tc、Ru、I h、Pd、W、Re、0S、 Ir和Pt颗粒的金属颗粒，(ii)包含金属颗粒的金属合金，和(iii)涂覆有选自Mo、Tc、Ru、 I h、Pd、W、Re、0S、Ii^nPt的金属的银颗粒，(iv)由碳颗粒支撑的金属颗粒；(b)玻璃料；和 (c)树脂基料。上述金属颗粒优选地选自Ru、I h、Pd、W和Pt颗粒。上述金属颗粒更优选地为Ru、 Pd或Pt。p型电极优选地由烧结的导电浆料制成，基于浆料的重量，所述浆料包含40重量％ 至90重量％的银颗粒和0. 01重量％至10重量％的添加的颗粒。在本专利技术的另一方面，一种用于生产ρ型电极的方法包括下列步骤(1)施加浆料，所述浆料包含(a)含有银颗粒和添加的颗粒的导电颗粒，所述添加的颗粒选自(i)选自 Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir和Pt颗粒的金属颗粒，(ii)包含金属颗粒的金属合金，和 (iii)涂覆有选自船、1^、肋、诎冲(1、1、彻、08、11~和？{的金属的银颗粒，(iv)由碳颗粒支 撑到N型基板太阳能电池基板的受光面的ρ+层上的金属颗粒，(b)玻璃料，和(c)树脂基 料；以及( 烧结所施加的浆料。用于生产上述P型电极的方法优选地还包括在450°C至 900°C下烧结的步骤。本专利技术的另一方面为用于生产ρ型电极的方法，所述方法包括下列步骤(1)施加 浆料，所述浆料包含(a)含有银颗粒和添加的颗粒的导电颗粒，所述添加的颗粒选自(i)选 自Mo、Tc、Ru、他、Pd、W、Re、Os、Ir和Pt颗粒的金属颗粒，(ii)包含金属颗粒的金属合金， 和(iii)涂覆有选自Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir和Pt的金属的银颗粒，(iv)由碳颗 粒支撑到P型基板太阳能电池基板的受光面的P+层上的(i)的金属颗粒、(b)玻璃料，和 (c)树脂基料；以及(2)烧结所施加的浆料。用于生产上述ρ型电极的方法优选地还包括 在450°C至900°C下烧结的步骤。本专利技术还公开了一种可用于制造太阳能电池的P+层上的P型电极的组合物，所述 组合物在烧结之前包含(a)含有银颗粒和添加的颗粒的导电颗粒，所述添加的颗粒选自(i)选自Mo、Tc、 如、诎、？(1、1、彻、08、11~和？丨颗粒的金属颗粒，(ii)包含金属颗粒的金属合金，和(iii)涂 覆有选自Mo、TC、RU、Rh、Pd、W、Re、0S、Ir和Pt的金属的银颗粒，(iv)由碳颗粒支撑的⑴ 的金属颗粒；(b)玻璃料；和(c)树脂基料。本专利技术的电极具有低接触电阻，其中在硅太阳能电池中有ρ+层。本专利技术的电极可 在N型基板太阳能电池的正面(受光面)和P型基板太阳能电池的背面这两者上形成。附图简述图1㈧至(E)为用于说明P型基板太阳能电池的生产过程的图片。图2㈧至(E)为用于说明N型基板太阳能电池的生产过程的图片。图3㈧至(C)为显示样本形状的图片，所述样本用于测量实施例中的电极的接触 电阻。专利技术详述本专利技术的第一实施方案涉及硅太阳能电池，更具体地讲涉及在N型和P型太阳能 电池的P+层上形成的P型电极。对于常规的晶体太阳能电池的用途，已避免添加其他组分尤其是添加贵金属诸如 Pd或Pt，因为它们会增大造价并且会降低导电率。通过在P型电极中加入适当的金属粉末 可减小P+层和P型电极之间的接触电阻。在后触点式太阳能电池的情形中，可通过将预定 量的金属添加到浆料中以降低接触电阻来获得优选的浆料。下文详细说明用以制造本专利技术 的P型电极的导电浆料1.铝粉将银(Ag)颗粒用作导电金属。银颗粒可呈薄片形状、球体形状，或它们可为无定 形的。在被用作普通导电浆料的情形中，虽然从技术效果的角度来讲，对银颗粒的粒径没有特定的限制，但粒径对银的烧结特性有影响，例如，具有大粒径的银颗粒比具有小粒径的银 颗粒烧结起来速率更慢。因此，虽然粒径(d5(l)优选在0. 1 μ m至10. 0 μ m的范围内，但实际 使用的银颗粒的粒径要根据烧结温度特征图来确定。此外，银颗粒还有必要具有适合于用 于施加导电浆料的方法(例如，丝网印刷)的粒径。在本专利技术中，可将具有不同粒径的两种 或多种类型的银颗粒用作混合物。通常，银优选地具有高纯度(大于99%)。然而，取决于 电极图案的电需求，可使用较低纯度的物质。虽然对所提供的银含量没有特定的限制，但其 应为可实现本专利技术的目的的量。在银颗粒的情形中，基于浆料的重量，银含量优选地为40 重量％至90重量％。2.添加的颗粒在本专利技术中，除了银颗粒以外，还使用属于元素周期表中的6族至11族的3d或4d 过渡金属。即，添加选自Mo(钼)、Tc(锝)、Ru(钌)、他(铑)、Pd(钯)、W(钨)、Re(铼)、 Os(锇)、Ir(铱)和Pt(钼)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种太阳能电池的ｐ＋层上的ｐ型电极，所述电极在烧结之前包含：（ａ）含有银颗粒和添加的颗粒的导电颗粒，所述添加的颗粒选自（ｉ）选自Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ和Ｐｔ颗粒的金属颗粒，（ｉｉ）含有所述金属颗粒的金属合金，和（ｉｉｉ）涂覆有选自Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ和Ｐｔ的金属的银颗粒，（ｉｖ）由碳颗粒支撑的（ｉ）的金属颗粒；（ｂ）玻璃料；和（ｃ）树脂基料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋元英树，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US